В августе 1960 г. было принято правительственное постановление о создании 56-местного ближнемагистрального самолета Ту-124А на базе серийного самолета Ту-124. Первый полет самолета состоялся 29 июля 1963 г. В ноябре 1963 г. самолету присвоили обозначение Ту-134. Первый серийный вариант Ту-134 с ТРДД Д-30-1 (2 х 6800 кгс) поступил в эксплуатацию в сентябре 1967 г., а в 1968 г. первые самолеты были поставлены на экспорт.Самолет Ту-134 явился первым отечественным самолетом, прошедшим сертификацию за рубежом( в ноябре 1968 г. он был сертифицирован в Польше на соответствие английским нормам летной годности BCAR).

В 1971 г. началась эксплуатация варианта Ту-134А, фюзеляж которого был удлинен с 35 до 37,1 м, а взлетная масса увеличена с 45 до 47 т. С максимальной платной нагрузкой 8,2 т дальность полета составляла 1750 км (с резервами топлива). В 1980 г. начался выпуск самолета Ту-134Б с увеличенной пассажировместимостью, где впервые было упразднено место штурмана. Учебные самолеты Ту-134УБЛ и Ту-134БШЛ были разработаны для подготовки летчиков и штурманов бомбардировочной авиации. Летающая лаборатория Ту-134 "Имарк" используется для дистанционного зондирования земли (а также картографирования и экологического мониторинга). Для сбора информации о состоянии сельскохозяйственных угодий был создан вариант Ту-134СХ. В настоящее время ведутся работы по увеличению ресурса самолетов Ту-134 с 35000 до 40000 летных часов.

Самолет оснащен обычным комплексом авионики с электромеханическими средствами индикации, автоматической бортовой системой управления АБСУ-134 и другими пилотажно-навигационными системами, позволяющими выполнять автоматическую посадку в условиях погодного минимума по категории II ИКАО.